Automobil-Lösungen von Arm setzen sich als Standard durch
Arm war in den Nachrichten allgegenwärtig, insbesondere angesichts des spektakulären Börsengangs des Unternehmens im September 2023. Der Grund für diesen Erfolg liegt darin, wie weit verbreitet die Arm-Technologie mittlerweile in nahezu jeder Branche ist, in der Elektronik zum Einsatz kommt. Der Automobilmarkt ist ein gutes Beispiel dafür: Nahezu jeder branchenführende Chiphersteller setzt in seinem Produktportfolio auf Arm-Computing-Komponenten für den Automobilbereich, und die meisten stellen ihre Hardware-Roadmap auf eine vollständig auf Arm basierende Architektur um.
Arm ermöglicht es Anbietern von Halbleiterlösungen für die Automobilindustrie, entscheidende Funktionen bereitzustellen, darunter hohe Leistung bei geringer Energieaufnahme, Sicherheit, Unterstützung für sicherheitskritische Systeme und Systeme mit gemischter Kritikalität sowie ein auf offenen Standards basierendes Ökosystem, das Initiativen wie SOAFEE umfasst. Täglich werden mehr Fahrzeuge – darunter Pkw und Lkw aller Art und Größe – mit Arm-Technologie ausgeliefert, und diese Technologie findet zunehmend in jedem Subsystem der Automobilindustrie Anwendung.
Sonatus in Serie auf Basis von Arm-Halbleitern für den Automobilbereich
Sonatus Die derzeit im Einsatz befindliche Software läuft auf einer Vielzahl von Arm-basierten Automobil-Chips verschiedener Anbieter, und auch die in Kürze geplanten neuen Produktionsimplementierungen basieren auf Arm. Wir arbeiten eng mit Anbietern von Arm-basierter Hardware wie NXP, Marvell, Realtek, Broadcom, Renesas, Micron, ST Micro und weiteren zusammen.
Ich bin stolz darauf, seit über 14 Jahren bei Arm tätig zu sein, und habe großen Respekt vor dem, was Arm auf dem Automobilmarkt erreicht hat. In diesem Blogbeitrag werde ich einige der vielen Vorteile von Arm im Automobilbereich beschreiben, die eine perfekte Ergänzung zu Sonatus darstellen und die Entwicklung im Automobilbereich beschleunigen.
Geringer Stromverbrauch ist im Automobilbereich entscheidend
Wenn man an ein Auto denkt, stellt man sich vielleicht ein physisch großes Gerät vor, das über große Energiespeicher- und Stromerzeugungskapazitäten verfügt und in dem Energie im Überfluss vorhanden ist. Auf den ersten Blick mag es unnötig erscheinen, dass die Automobilindustrie Arm einsetzt, das für seine Energieeffizienz bekannt ist. Tatsächlich spielt Energieeffizienz in der Automobilbranche jedoch eine große Rolle, und dafür gibt es zwei Gründe.
Erstens wirkt sich die Energieeffizienz bei Elektrofahrzeugen direkt auf die Reichweite aus, da im Gegensatz zur Verbrennung von Benzin keine kontinuierliche Energieerzeugung als Nebenprodukt entsteht. Die Verbesserung der Reichweite wird für die weitere Verbreitung von Elektrofahrzeugen von entscheidender Bedeutung sein. Zweitens sind Fahrzeugsysteme in der Regel kompakt und werden als versiegelte Einheiten geliefert, um sie wetterfest zu machen. Aus beiden Gründen ermöglicht die Energieeffizienz eine einfachere Lösung für die Kühlung, wodurch Gewicht und Größe dieser Einheiten reduziert werden.
Die Anforderungen an die Leistung von Kraftfahrzeugen steigen
Paradoxerweise erfordert Software für den Automobilbereich trotz des Bedarfs an geringem Stromverbrauch immer mehr Rechenleistung. Genau hier kommt die Stärke von Arm voll zur Geltung, denn Arm erzielt seinen geringen Stromverbrauch nicht durch geringe Leistung, sondern bietet hohe Leistung bei gleichzeitig hoher Energieeffizienz.
Bewährte Effizienz aus Rechenzentren
Arm hat diese Effizienz in Rechenzentren unter Beweis gestellt: Arm-basierte Chips mit Server-Leistung bieten eine um mehr als 40 % höhere Energieeffizienz als vergleichbare Intel-basierte Lösungen. Server-Hardware auf Arm-Basis von Anbietern wie AWS und Ampere ist bereits im Einsatz und findet auf dem gesamten Markt zunehmend Verbreitung; sie wird bei vielen Server- und Cloud-Anbietern eingesetzt.
Vorteile von Arm für den Automobilmarkt
Diese Vorteile gelten auch für die Umsetzung des softwaredefinierten Fahrzeugs, bei dem Arm-basierte Chips eine unglaubliche Spitzenleistung bieten, die hochleistungsfähige Domänencontroller und zentrale Rechenkapazitäten ermöglicht – und das bei hoher Effizienz. Ob für Privatfahrzeuge mit erhöhten Anforderungen an Fahrerassistenzsysteme (ADAS) oder für aktuelle bzw. zukünftige Edge-Robotaxis mit autonomen Fahrfunktionen: Ein „Brute-Force“-Ansatz, bei dem der Kofferraum mit einem Rack aus Hochleistungsservern vollgestopft wird, ist im Automobilbereich nicht zielführend. Aus diesem Grund wird Arm für hochleistungsfähige Fahrzeuganwendungen der nächsten Generation eingesetzt und wird die Entwicklung zukünftiger Fahrzeuginnovationen beschleunigen.
Vielfältige Lösungen – von Hochleistungsanwendungen bis hin zu tief integrierten Systemen
Einer der stärksten Aspekte der Arm-Architektur ist die Abfolge, die sich bereits im Namen verbirgt: A-R-M. Die Arm-Cortex-Prozessorfamilie umfasst drei Hauptuntergruppen, die eine gemeinsame Prozessorarchitektur und kompatible Befehlssätze aufweisen und damit ein breites Spektrum an Funktionen und Anforderungen abdecken. Branchenführer aus der gesamten Halbleiterbranche wählen aus diesen Kernen aus, um ihre vielfältigen Anwendungsfälle im Automobilbereich zu lösen.
Cortex-A-Kerne für die Anwendungsverarbeitung
Die „A“-Kerne der Cortex-A-Familie für die Anwendungsverarbeitung stehen im Mittelpunkt des Interesses, da diese Kerne die Anwendungslasten auf Smartphones, in Rechenzentren oder bei der Hochleistungsberechnung in Fahrzeugen ausführen. Cortex-A-Kerne werden bereits in großem Umfang in Infotainment- und Navigationssystemen für Fahrzeuge eingesetzt, finden jedoch zunehmend Verbreitung, um Hochleistungsberechnungen für autonomes Fahren und ADAS bereitzustellen.
Cortex-R-Kerne für die Echtzeitverarbeitung
Weniger bekannt, aber von entscheidender Bedeutung für Automobilanwendungen und andere Echtzeitanwendungen wie Festplatten und sicherheitskritische Systeme sind die „R“-Kerne der Cortex-R-Familie, die auf Echtzeitverarbeitung ausgelegt sind. Diese Kerne werden zunehmend eingesetzt, um funktionale Sicherheitsfunktionen in Fahrzeugen zu realisieren. Einige der innovativsten Arm-basierten Halbleiterlösungen aus dem Automobilsektor, beispielsweise von NXP, vereinen Cortex-R-Kerne und Cortex-A-Kerne auf einem Chip, um den parallelen Betrieb von Sicherheitssystemen und Anwendungsverarbeitung zu ermöglichen.
Cortex-M-Kerne für Embedded-Systeme und Mikrocontroller
Schließlich gibt es unzählige Mikrocontroller-Anwendungen sowohl in komplexen Chips als auch in eigenständigen Sensoren mit geringem Stromverbrauch, für die sich die „M“-Kerne aus der „Cortex-M“-Familie der Mikrocontroller-Prozessoren hervorragend eignen. Ein derart vielfältiges, kompatibles Produktportfolio ist entscheidend, um das Fachwissen und den Durchsatz der Entwickler zu verbessern und gleichzeitig eine Reihe von Prozessoren bereitzustellen, die für die Lösung von Problemen mit unterschiedlichen Anforderungen geeignet sind.
Anpassung an die Anforderungen der Automobilindustrie: Arm AE-Kerne
Ihre Arm-AE-Kerne der neuesten Generation wurden speziell für die im Fahrzeugbereich erforderlichen Fehlertoleranzanforderungen entwickelt und bieten die Möglichkeit, die Kerne flexibel im Lock-Step-Modus zu betreiben, beispielsweise für missionskritische Anwendungen. Diese speziellen, marktspezifischen Varianten bringen neue Technologien mit sich, die zusätzliche Spezialfunktionen für Arm-Anwendungen im Automobilbereich bieten können.
Umfangreiches Ökosystem und Standards
Die Langlebigkeit von Arm beruht auch auf dem langjährigen Engagement für ein vielfältiges Ökosystem und die Unterstützung der Bedürfnisse von Softwareentwicklern. Eine Vielzahl komplementärer Unternehmen aus den Bereichen EDA-Anbieter, Softwareentwicklungswerkzeuge, Debugging, Sicherheit und andere Lösungen sorgen dafür, dass die Entwicklung auf Arm reibungslos verläuft. Darüber hinaus entwickelt Arm wichtige Technologiestandards und hält diese ein, die die Systeminteroperabilität auf dem Chip für eine breite Palette von Peripheriegeräten fördern – sei es für tief eingebettete Anwendungen oder für Schnittstellen mit hoher Bandbreite für modernste Rechenleistung.
SOAFEE: Skalierbare offene Architektur für den eingebetteten Edge-Bereich
Arm ist auch führend, wenn es um Zusammenarbeit geht, darunter Initiativen wie SOAFEE (Scalable Open Architecture for the Embedded Edge). SOAFEE zielt darauf ab, moderne Cloud-native Entwicklungspraktiken in die Automobilbranche zu bringen, einschließlich der Erweiterung von Technologiestandards wie Containern und anderer Middleware, um sie mit der in Automobilanwendungen vorhandenen gemischten Kritikalität kompatibel zu machen. Sonatus ist Mitglied von SOAFEE, insbesondere um das Ziel zu unterstützen, moderne Cloud-native Entwicklungspraktiken für softwaredefinierte Fahrzeuge einzuführen. Cloud-Lösungen von Anbietern wie AWS zeigen, wie virtuelle Prototypen in der Cloud es Unternehmen ermöglichen können, Software in der Cloud zu entwickeln und im Automobilbereich bereitzustellen. Wenn wir die Skalierbarkeit von Fahrzeugsoftware erhöhen, Entwicklungszyklen beschleunigen und die Sicherheit verbessern wollen, sind virtuelle Plattformen entscheidend für die Bereitstellung der validierten Konfigurationen, die die Branche verlangt.
Unsere Produkte, wie beispielsweise die „Sonatus “-Foundation, sind mit SOAFEE kompatibel und basieren auf denselben Branchenstandards, für die sich diese Gruppe einsetzt. Sonatus nutzt zudem virtuelle Plattformen für unsere eigenen internen Tests, und Produkte wie die „ Sonatus “-Foundation können die Einführung neuer Software in der Automobilindustrie unterstützen.
Arm- und „ Sonatus “ in The Garage
Wenn Sie mehr über Arm im Automobilbereich erfahren möchten: Ich habe mich kürzlich mit meinem guten Freund Robert Day von Arm, dem Director of Automotive Go-to-Market für Nordamerika, in einer Folge des Podcasts „ The Garage “ von Sonatus unterhalten. Sie finden den Podcast in unserer Ressourcenbibliothek auf YouTube sowie auf Spotify oder bei Apple Podcasts. Abonnieren Sie hier den YouTube-Kanal von Sonatus, um über zukünftige Folgen informiert zu werden.
